[发明专利]一种基于面内调控的褶皱薄膜主动振动控制方法

摘要

本发明涉及一种基于面内调控的褶皱薄膜主动振动控制方法，主要是通过分析褶皱形态对薄膜结构动态特性的影响，建立了褶皱薄膜的动态模型；利用模态叠加法得到以固有振型为基础的空间向量，建立了不同载荷下褶皱薄膜的动力学模型；根据各阶模态对系统振动变形的贡献，对动力学模型进行缩聚，从而建立了面向控制的薄膜结构动力学模型；采用模型参考自适应控制器，结合PID控制器，提出了一种基于面内调控多模型切换的PID‑MRAC控制方法，本发明的方法无需在薄膜表面粘贴作动器，可有效地抑制薄膜面外振动，不会影响薄膜本身的特性，保证薄膜结构的稳定性，比传统的PID控制方法下的振动时间缩短了约39.7％。

主权项

1.一种基于面内调控的褶皱薄膜主动振动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)引入褶皱变形函数，建立褶皱薄膜的振动模型；(2)用有限元屈曲分析方法确定出褶皱薄膜的褶皱形态，更新有限元分析模型，并进行模态分析，得到步骤(1)振动模型在引入褶皱信息后的振动特性；(3)根据步骤(2)中得到的振动特性，用模态叠加法得到以固有振型为基础的空间向量，建立不同载荷下褶皱薄膜的动力学模型；(4)根据各阶模态对系统振动变形的贡献，对步骤(3)不同载荷下褶皱薄膜的动力学模型进行缩聚，建立面向控制的薄膜结构动力学模型；(5)结合步骤(4)的面向控制的薄膜结构动力学模型以及驱动装置的动力参数，建立驱动模型；(6)以步骤(5)建立的驱动模型作为被控对象，设计自适应参考控制模型，得到自适应参考控制模型的输出电压，加载到被控对象上，实现性能指标最优条件下的前馈补偿；(7)根据PID控制模型以及步骤(6)的自适应参考控制模型，得到多模型切换的PID‑MRAC控制模型，并对其输出电压进行限幅滤波，加载到被控对象上，实现褶皱薄膜的主动振动控制。